12.如圖1為一恒溫水箱電路結(jié)構(gòu)示意圖,包括控制電路和工作電路兩部分,控制電路:電源電壓恒為12V,R1為熱敏電阻(置于水箱中),阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖2所示,R0為滑動(dòng)變阻器,線圈電阻不計(jì),線圈中電流大于0.2A時(shí)銜鐵被吸下;工作電路:R2為電熱器,上面標(biāo)有“220V  1000W”的字樣,L1、L2為紅綠指示燈,其額定電壓均為220V,加熱時(shí)紅燈正常發(fā)光,綠燈不亮,停止加熱時(shí)綠燈正常發(fā)光,紅燈不亮.

(1)按要求連接好工作電路;
(2)為了使水箱內(nèi)溫度保持在60℃(水溫低于60℃時(shí)電熱器工作,高于60℃時(shí)停止加熱),滑動(dòng)變阻器接入電路阻值應(yīng)為多少?
(3)水箱內(nèi)裝有質(zhì)量為6kg20℃的冷水,電熱器正常工作20min后自動(dòng)停止加熱,求電熱器的加熱效率;
(4)為了使恒溫水箱內(nèi)設(shè)定的溫度降低一些,請(qǐng)你想出兩種辦法?

分析 (1)根據(jù)題意可知,當(dāng)動(dòng)觸點(diǎn)與上方靜觸點(diǎn)接觸時(shí),停止加熱時(shí)綠燈正常發(fā)光,因此此時(shí)為綠燈的基本電路;當(dāng)動(dòng)觸點(diǎn)與下方靜觸點(diǎn)接觸時(shí),加熱電路工作,并且紅燈亮,因此R2與紅燈并聯(lián)接入電路;
(2)先根據(jù)圖2讀出當(dāng)溫度為60℃時(shí)R1歐姆定律求出控制電流為0.2A時(shí),電路中的總電阻,然后根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器接入電路阻值;
(3)先根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量,然后根據(jù)W=Pt求出電流做的功,最后根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出電熱器的加熱效率;
(4)從圖乙可知,要降低恒溫箱的設(shè)定溫度,就要減小熱敏電阻的阻值;但為了使銜鐵吸合工作電流即線圈中的電流仍為0.2A,根據(jù)歐姆定律可知,增大滑動(dòng)變阻器連入的電阻值或減小電源電壓,據(jù)此設(shè)計(jì)方案.

解答 解:(1)當(dāng)動(dòng)觸點(diǎn)與上方靜觸點(diǎn)接觸時(shí),電路為綠燈的基本電路;當(dāng)動(dòng)觸點(diǎn)與下方靜觸點(diǎn)接觸時(shí),電路為R2與紅燈的并聯(lián)電路;如下圖所示:

(2)根據(jù)圖2示可知,當(dāng)溫度為60℃時(shí),熱敏電阻R1的阻值為32Ω;
由I=$\frac{U}{R}$可知,當(dāng)電路電流為0.2A時(shí),控制電路的總電阻:R=$\frac{U}{I}$=$\frac{12V}{0.2A}$=60Ω;
因?yàn)镽1與R0串聯(lián),所以R0接入電路的阻值:R0=R-R1=60Ω-32Ω=28Ω;
(3)水吸收的熱量:Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×6kg×(60℃-20℃)=1.008×106J;
電流做的功:W=Pt=1000W×20×60s=1.2×106J;
電熱器的加熱效率:η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{1.008×1{0}^{6}J}{1.2×1{0}^{6}J}$×100%=84%;           
(4)從圖乙可知,要降低恒溫箱的設(shè)定溫度,就要減小熱敏電阻R1的阻值;但為了使銜鐵吸合工作電流即線圈中的電流仍為0.2A,根據(jù)歐姆定律I=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{1}}$可知,應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器R0接入電路的阻值或減小電源電壓.
故方案一:將滑動(dòng)變阻器R0接入電路的阻值調(diào)大一些;            
方案二:換電源,降低電源電壓.
答:(2)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值應(yīng)為28Ω;
(3)電熱器的加熱效率為84%;
(4)方案一:將滑動(dòng)變阻器R0接入電路的阻值調(diào)大一些;          
方案二:換電源,降低電源電壓.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了歐姆定律的運(yùn)用、熱量、電功公式的運(yùn)用、串聯(lián)電路的特點(diǎn)等.關(guān)鍵點(diǎn)是弄明白工作原理,并能從圖中讀出有用信息,具有一定的綜合性.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:填空題

19.如圖所示是皮球落地后彈跳過程中,每隔相等時(shí)間曝光一次所拍攝的照片.A、B是彈起到同一高度的兩點(diǎn),則A點(diǎn)的動(dòng)能大于B點(diǎn)的動(dòng)能(填“大于”、“小于”或“等于”).從下落到彈起的過程中,皮球的機(jī)械能減。ㄌ睢霸龃蟆、“減小”或“不變”).

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

20.如圖,用甲、乙兩種方法在同一木板上沿水平方向勻速拉動(dòng)同一木塊,比較甲、乙兩種方法木塊受到摩擦力的大小并簡(jiǎn)要說明理由.

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科目:初中物理 來源: 題型:多選題

17.一家庭有一銘牌上標(biāo)有“220V800W”字樣的電熱水壺,當(dāng)電路中只有電熱水壺工作時(shí),測(cè)出10min內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了60轉(zhuǎn),已知電能表表盤上標(biāo)有600r/kW•h,在該過程中下列說法正確的是( 。
A.電熱水壺是利用電流熱效應(yīng)工作的
B.電熱水壺正常工作時(shí)的電阻是60.5Ω
C.電熱水壺10min消耗的電能是4.8×105J
D.電熱水壺的實(shí)際功率是600W

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科目:初中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

7.小華同學(xué)利用焦距f為15厘米的凸透鏡、一個(gè)高度為3厘米的發(fā)光體、光屏和光具座等做“驗(yàn)證凸透鏡成實(shí)像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)中,所測(cè)得的物距u、像距v以及所成像的像高h(yuǎn)分別記錄在表中.在驗(yàn)證得到凸透鏡成縮小實(shí)像、放大實(shí)像的初步規(guī)律后,又做了進(jìn)一步研究.
實(shí)驗(yàn)
序號(hào)
物距u
(厘米)
像距v(厘米)像高h(yuǎn)
(厘米)
160.0020.001.00
245.0022.501.50
333.7527.002.40
427.5033.003.60
525.0037.504.50
622.5045.006.00
①分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1~6數(shù)據(jù)中物距u、像距v的變化情況及成像變化的情況,可得出的初步結(jié)論是:凸透鏡成實(shí)像時(shí),物距u減小,像距v變大,像變大;
②分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1~6數(shù)據(jù)中像距v與物距u的比值及像高與物高的比值,可得出的初步結(jié)論是:凸透鏡成實(shí)像時(shí),像距v與物距u的比值等于像高與物高的比值.
③小華同學(xué)在進(jìn)一步分析比較表中的數(shù)據(jù)及成像情況后,提出了一個(gè)猜想:“當(dāng)物體處于凸透鏡的兩倍焦距處,可能會(huì)成等大的實(shí)像”.
(a)在分析比較表中的數(shù)據(jù)及成像情況后,你是否同意小華的猜想.并簡(jiǎn)述理由同意,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:大于2倍焦距成縮小的像,小于2倍焦距而大于焦距時(shí)成放大的像,那么就有可能在2倍焦距處成等大的像.
(b)為了驗(yàn)證該猜想.小華準(zhǔn)備再添加些器材繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).在下列所提供的器材中,你認(rèn)為最需要添加的實(shí)驗(yàn)器材是B(選填序號(hào))
A.若干個(gè)高度不同的發(fā)光體     B.若干個(gè)焦距不同的凸透鏡
C.若干個(gè)大小不同的光屏       D.若干個(gè)長(zhǎng)度不同的光具座.

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

17.以下選項(xiàng)中,不能用“流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系”解釋的是( 。
A.大型客機(jī)的升空B.乒乓球運(yùn)動(dòng)員拉出的“弧圈球”
C.地鐵、火車站的站臺(tái)設(shè)置安全線D.樹上的蘋果落向地面

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科目:初中物理 來源: 題型:計(jì)算題

4.足夠高的薄壁圓柱形容器甲內(nèi)盛有0.2米深的水,體積為10-33的均勻?qū)嵭膱A柱體乙的質(zhì)量為2千克:甲、乙均置于水平地面上.
①求水對(duì)甲容器底部的壓強(qiáng)p
②求圓柱體乙的密度ρ;
③若甲、乙的底面積分別為S、S,現(xiàn)將另一底面積S的均勻?qū)嵭膱A柱體丙,分別浸沒在甲的水中、疊放在乙的上表面正中央時(shí),水對(duì)甲容器底部壓強(qiáng)的變化量恰為丙對(duì)乙壓強(qiáng)的0.5倍,求圓柱體丙的密度ρ.(用相關(guān)字母來表示)

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科目:初中物理 來源: 題型:多選題

1.下列各種說法中的有關(guān)數(shù)據(jù)與實(shí)際基本相符的是( 。
A.人雙腳站立時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)約為1×105Pa
B.觸電時(shí),電流超過10mA人會(huì)有生命危險(xiǎn)
C.課堂上大約用5N的力就能拿起物理課本
D.濟(jì)南近年來冬天最冷時(shí)的氣溫可達(dá)-40℃

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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

2.如圖所示的四種情景中,所使用的杠桿屬于費(fèi)力杠桿的是( 。
A.
撬棒
B.
食品夾
C.
核桃夾
D.
羊角錘

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同步練習(xí)冊(cè)答案